【正文】 動再次按開機鍵，液晶屏又返回至 開機畫面。 H 1 H 2K M 2 K M 3K M 1K M 4油 泵 截 割二 運風(fēng) 機2 2 0 V供 電2 4 V供 電漏 電 閉鎖漏 電 閉鎖K M 5 K M 6 K M 7K M 8繼 電 器 板H 0油 泵計 時截 割計 時K A 1 0 . 1K M 1 . 3 K M 2 . 3K A 6 . 1 K A 7 . 1 K A 8 . 1 K A 9 . 1K A 3 . 2K A 4 . 2K A 5 . 2 K A 1 1 . 1Q F 1 2E L 1 3 ( 2 2 0 V )E L 1 2 ( 1 2 0 V )E L 1 1 ( N )T 7 圖 控制回路原理圖 工作原理 系統(tǒng)送電后，液晶屏顯示生產(chǎn)公司的信息，同時開關(guān)箱視窗內(nèi)的指示燈齊亮，檢查指示燈有無損壞，稍后熄滅， PLC 檢測真空管是否粘連， 若正常主控器端子 CZ227 輸出 AC220V， 漏檢繼電器 KM KM8 吸合，進行各回路漏電、粘連檢測，如系統(tǒng)正常則按順序進行以下操作。 PLC 接受瓦斯傳感器動作信號，斷開 CZ21 CZ220,停前級電源。 SB1SB3 為緊急停止按鈕， SB1 裝在操作箱上，和設(shè)在整機油箱前側(cè)的緊急停止按鈕 SB2 一樣作為總急停，按下總急停主控器端子 CZ225 無 AC220V 輸出， KM5 斷電，切斷 220V 供電，各電機將不能啟動。 PLC 外部接線圖如圖 。 注意：根據(jù)系統(tǒng)工作電壓切換熔斷器 FU1FU2。 ～ 1 1 4 0 V～6 6 0 V+MG+MGF U 34AF U 24AF U 12AW 1 / 6 6 0KB2 4 VT 1 1T 1 0Q F 41 0 A1 0 0 ? / 5 WT9 T8Q F 31 0 AK M 6E L 2H L 1H L 2H L 32 4 V +C Z 1 82 4 V G2 4 V +C Z 1 72 4 V G3 . 3 K / 5 W1 2 0 V 1 0 0 VT7 T 6 T5 Q F 2 5 AQ F 15AK M 5E L 1 控制電源主要由電源變壓器 KB、熔斷器 FU1FU斷路器 QF1QF漏電檢測 ELK1ELK2 和接觸器 KM KM6 共 同組成對 220V、 120V 和 24V 回路漏電檢測并斷電保護，通過按復(fù)位按鈕可以重新供電。 控制電源 控制電源主要是提供電控系統(tǒng)各等級工作電壓。 對于電動機來說，從限制多次重燃過電壓的角度 出發(fā)， R 和 C 的數(shù)值選擇方法如下 : C=(1~2} 0C R=1/ 3 (1+ 0C /C) 00/CL 式中 0C 為電機的固有電容， 0L 為從電源到電機 的線路電感。從而降低過電壓的上升幅度。這樣，一方面可減小負(fù)載特征阻抗 CtLt/ ， 以減小過電壓的幅值。比較兩類產(chǎn)品性能上的優(yōu)點，氧化鋅產(chǎn)品的優(yōu)點主要在能量吸收能力強，可以用于防雷電等大電流沖擊；阻容吸收器的優(yōu)點主要在于起始工作電壓低，可有效吸收小電流沖擊對設(shè)備的影響。電流互感器 TA1TA12 檢測各回路電流，轉(zhuǎn)換成電壓信號送可編程控制器，通過程序?qū)﹄姍C進行保護，并通過顯示窗和液晶屏顯示故障原因。通過控制回路分別閉合真空接觸器 KM1KM4，油泵、截割、二運、風(fēng)機電機便可運轉(zhuǎn)。主電路圖見圖 。開關(guān)箱視窗內(nèi)設(shè)有發(fā)光管能夠顯示 32 種故障信息，與液晶屏可以獨離工作。掘進機電控系統(tǒng)以可編程控制器 (以下簡稱 PLC)為核心，對油泵、截割、二運、風(fēng)機四個電機的過壓、欠壓、短路、超溫、過載、過流、三相不平衡、電機絕緣進行監(jiān)控和保護、并具有低壓漏電、瓦斯保護、水流異常等功能。 電控系統(tǒng)組成 掘進機電控設(shè)備主要是由礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開關(guān)箱 KXJ4258(21203)/1140(660)E(以下簡稱開關(guān)箱 )和礦用本質(zhì)安全型操作箱 CX44/12E(以下簡稱操作箱 )兩部分組成， 和 BAL136/127150 礦用隔爆電鈴； DGY35/24B隔爆型照明燈； BZA110/241ZS 隔爆型壓扣急停按鈕以及油泵電機、截割電機、二運電機、風(fēng)機電機等組成了掘進機電氣系統(tǒng)。啟動電機時首先啟動油泵，待油泵啟動正常后其他電機才能啟動。當(dāng)出現(xiàn)故障時須按下復(fù)位按鈕鍵復(fù)位然后才能啟動電機，該按鍵還具有第二功能，可以查詢故障記錄（升序查詢）和修改系統(tǒng)工作電壓（ 660/1140 選擇） 。操作箱上還有急停按鈕、復(fù)位按鈕、開機鍵和油泵、截割、二運、風(fēng)機開停按鍵等按鍵。主腔內(nèi)配有主盤安裝板，主電路的電器原件基本上都安裝在該板上，主盤板占據(jù)了主腔大部分空間，其上裝有控制回路斷路器、交流真空接觸器、電流互感器、零序電流互感器以及漏電閉鎖檢測等元件。其隔爆殼體是用鋼板焊制的兩個通過接線端子相互連接的獨立腔體。 使用工作條件； a) 海拔高度不超過 2020 米； b) 周圍環(huán)境溫度 5℃ ~+40℃； c) 周圍空氣相對濕度不大于 95％（＋ 25℃）； d) 能承受掘進機的振動，與水平安裝傾斜度不超過 15176。由 PLC 組成的自動控制系統(tǒng)和傳統(tǒng)繼電器接觸器控制系統(tǒng)主要不同點見表。允許操作者和 PC 系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用， 可以實時監(jiān)視系統(tǒng)工作狀態(tài)、報警類型等其他工作狀態(tài)參數(shù)指標(biāo)， 以便作決策和調(diào)整。 PLC 的故障自診斷功能大大提高了 PLC 系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。 9：故障自診斷功能 PLC 可以對系統(tǒng)配置、硬件設(shè)置、指令合法性、網(wǎng)絡(luò)通信的進行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況報警并記錄顯示故障類型。通信接口按標(biāo)準(zhǔn)的硬件借口和相應(yīng)的通信協(xié)議完成通信任務(wù)的處理。 7：通信和聯(lián)網(wǎng)功能 現(xiàn)在的 PLC 具有 RS232， RS485 或現(xiàn)場總線等通信接口，可進行遠程 I/O控制，可實現(xiàn)多臺 PLC 聯(lián)網(wǎng)和通信?？梢赃M行算術(shù)運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)制轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)移位、數(shù)據(jù)顯示和打印、數(shù)據(jù)通信等功能，如加減乘除、乘方、開方、與或、異或、求反等操作。此外還具有溫度測量接口，可以直接連接各種熱電阻和熱電偶。 PLC 可以接模擬量輸入和輸出模擬量信號，模擬量一般為 4mA～ 20mA 的電流、 1V～ 5V 或 0V～ 10V 的電壓。在新一代的 PLC 中，可以采用 IEC 規(guī)定的用于順序控制的標(biāo)準(zhǔn)化語言 — 順序功能圖編寫用戶程序，使 PLC 在實現(xiàn)按照事件或輸入狀態(tài)的順序控制相應(yīng)輸出的時候更加簡便。計數(shù)器的實際計數(shù)值也可以通過人機對話裝 置實時讀出或修改。如需對頻率較高的信號進行技術(shù)，則需要選用高速計數(shù)器模塊，其最高計數(shù)頻率可達 50KHz。但計數(shù)器分為普通計數(shù)器、可逆計數(shù)器、高速計數(shù)器等類型，以完成不通用途的計數(shù)控制。 3：計數(shù)控制 PLC 具有計數(shù)控制功能，同樣可為用戶提供幾十個甚至上千個計數(shù)器。 2：定時控制 PLC 具有定時控制功能，可為用戶提供幾十個甚至上千個定時器。 PLC 既可以用于單機或多機控制，又可以用于自動化生產(chǎn)線的控制。 PLC 具有與、或、非、異或和觸發(fā)器等邏輯運算功能。 PLC 把微型計算機技術(shù)和繼電器控制技術(shù)融合在一起，兼具計 算機的功能完備、靈活性強、通用性好以及繼電器接觸器控制系統(tǒng)的簡單易懂、維修方便的特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： ，維修方便 PLC 的功能 經(jīng)過長期的工程實踐， PLC 上述特點越來越為廣大工程技術(shù)人員所認(rèn)識和接受，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于石油、化工、機械、鋼鐵、交通、電力、輕工、礦山、水利、環(huán)保等各個領(lǐng)域，包括從單機自動化到工廠自動化，從機器人、柔性制造系統(tǒng)到工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。 PLC 的特點 PLC 是在微處理器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的控制器，是一種基于計算機技術(shù)、專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的電子控制裝置。 。手持終端、工業(yè)終端和PC 都可以作為編程器 /監(jiān)視器。 /監(jiān)視器。它是系統(tǒng)的核心，不斷的采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出 . 。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、電源模塊、機架等，這些模塊可以按照一定順序組合配置成一個完整的 PLC。 的組成和分類 從結(jié)構(gòu) PLC 可分為固定式和組合式 (模塊式 )兩種。經(jīng)過五十年的發(fā)展，它已經(jīng)成為了通用的自動化控制裝置，將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強，可靠性高、使用靈活方便、易于擴展等優(yōu)點，其應(yīng)用越來越廣泛并逐步深入到各行各業(yè)中去。 3： 80 年代后期，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的價格大幅度下降，各種 PLC 采用的微處理器的性能普遍提高。在硬件上增加了模擬量 I/O 、遠程 I/O 和各種特殊功能模塊，如高速計數(shù)模塊、 PID 模塊、定位控制模塊和通信模塊等。采用微處理器作為 PLC 的中央處理單元，使 PLC 的功能大大曾強。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器，并采取了一定措施，以提高系統(tǒng)抗干擾能力。 1：早期的 PLC 作為繼電器控制系統(tǒng)的替代物，其主要功能只是執(zhí)行原先有繼電器完成的順序控制和定時 /計數(shù)控制等任務(wù)。伴隨著微處理器的出現(xiàn)和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)字通信技術(shù)的不斷進步， PLC 取得了迅速的發(fā)展。 2 基于 PLC 的掘進機電控系統(tǒng) 可編程控制器（ PLC）的概述 的發(fā)展過程和方向 PLC 的發(fā)展與計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等密切相關(guān)。更換 PLC 控制系統(tǒng)，在接線較多的情況下容易出現(xiàn)接線錯誤。 (8)由于采用專用插頭連接，使其拆卸力便不易出錯。 (5)它是基于 CANBUS 總線開發(fā)的產(chǎn)品，當(dāng)系統(tǒng)節(jié)點較多或信號傳輸距離較遠時可以使用多個控制器組網(wǎng)，節(jié)省接線、提高可靠性、并且靈活性和可擴展性大大加強； (6)它的 I/0 設(shè)計獨具匠心，一針多能，既可做開關(guān)量輸入，也可以做模擬量輸入，既可做 PWM 或開關(guān)量輸出也可以做開關(guān)量輸入，一個型號便可以有無數(shù)種組合滿足無數(shù)種需要，使用更力便、更經(jīng) 濟 。 EPEC 專用運動控制器是基于長期惡劣環(huán)境如高震動、溫度變化劇烈和濕度較大等條件下可靠地工作而開發(fā)的，是一種集 可編程控制器、比例放大器、模擬量輸入 A/D 模塊、繼電器輸出等功能于一身的高性能工程機械專用控制器。 主控器控制系統(tǒng)以 EPEC 專用控制器為核心，通過 can 總線接受操作箱的控制信號，通過內(nèi)部程序運算控制繼電器輸出，實現(xiàn)個電機的啟動和停止。另外 一種采用專用的運動控制器作為主控器，人機界面采用工業(yè)觸摸屏。 未來發(fā)展趨勢 我國掘進機電氣控制技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，現(xiàn)已趨于基本成熟，目前有兩種典型的電控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。 PLC 電控系統(tǒng)硬件設(shè)計，其中有主回路、可控電源電路和控制電路等。 基于 PLC 的掘進機電控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和工作原理。 研究內(nèi)容 基于國內(nèi)外掘進機電控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀 ,本文以 EBZ135 型掘進機電控系統(tǒng)為例，詳細介紹電控系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)硬件、工作原理和軟件的設(shè)計。奧地利和日本在研制掘進機電控設(shè)備的過程中，不但注重采用高 可靠性的電子元部件，而且也十分重視避震裝置研究，以減少主機產(chǎn)生的振動加速度與沖擊對電控設(shè)備的影響，從而進一步提高電氣元部件的可靠性。在 S100 和 S200 掘進機上采用雙速切割電動機的切割電動機功率為 100/60kw，總電動機容量 145kw，電壓等級 660 均以及自動功率調(diào)速裝置等新技術(shù)，使電控設(shè)備適應(yīng)機器切割硬煤巖的能力顯著提高。部分電子保護裝 置和輔助繼電器是德國西門子公司的，可靠性較高。奧地利阿爾卑尼公司 (VOESTALPINE)的 AM50 掘進機 (切割電動機功率 100kw，總電動機容量 163kw，電壓等級 660V)，其電控設(shè)備在我國煤礦井下使用一年內(nèi)不需大修。同時，電氣控制技術(shù)又是與微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、檢測傳感技術(shù)、機械制造技術(shù)等密切聯(lián)系在一起的。 各國早期研制的掘進機都是采用傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制。如煤科總院太原 研究院的 EBZ120 掘進機用電控箱采用電流傳感器 (變送器 )作為電流取樣單元，信號直接輸人作為主控器件的 PLC 等工業(yè)計算機來實現(xiàn)過流、過載、斷相保護，減少了中間環(huán)節(jié)，并充分利用 PLC 的高可靠性，大大提高了電子保護和系統(tǒng)的可靠性。一些新的控制要點得到應(yīng)用 :延緩換相操作速度，采用提前釋放、延時投人檢測等措施，提高系統(tǒng)抗干擾、抗沖擊能力 。普遍采用寬電壓范圍的 PLC、保護模塊、接觸器、和繼電器，用寬輸人電壓范圍的直流電源作為保護裝置的供電電源，使電控設(shè)備的性能大大提高。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、連接線少、可 靠性高且易于維護和檢修。其主要特征是 : 1)主回路升級到 1 140V，并且實現(xiàn)了 660/1 140V 雙電壓等級的電控箱，滿足各類用戶的要求。 國內(nèi)外